一种实现井下装备精准位姿联动测量系统

1.一种实现井下装备精准位姿联动测量系统，应用于掘进装备和运锚机，其特征在于，包括：履带行走脉冲测量装置，用于获取掘进装备的行驶状态；惯性导航装置，用于为所述掘进装备在行驶过程中提供导航信息；超宽带级联模块，用于测量掘进装备的位置变化数据，并计算与预设起始点之间的间隔距离；信号收发装置，用于实现掘进装备和运锚机之间的数据传输；数据解算模块，用于综合履带行走脉冲测量装置、惯性导航装置、信号收发装置以及超宽带级联模块数据，对掘进装备进行航位推算，并将航位推算结果传输至上位机；上位机，用于实时显示掘进装备开采过程中的参数数据，所述参数数据至少包括预设起始点坐标信息、航位推算结果以及姿态变化数据；将预设起始点坐标信息输入所述上位机中，然后通过履带行走脉冲测量装置和惯性导航装置分别获取掘进装备在井下开采过程中的行驶状态和基础导航信息，同时通过信号收发装置进行数据传输，并判断掘进装备是否停止移动，当掘进装备完成作业后停止移动，此时运锚机开始移动跟进，直至掘进装备与运锚机之间的间隔变化数据达到预设间隔距离，然后超宽带级联模块测量此时掘进装备与预设起始点之间的位置变化情况，数据解算模块综合履带行走脉冲测量装置、惯性导航装置、信号收发装置以及超宽带级联模块数据进行航位推算，并将航位推算结果反馈至上位机。 2.根据权利要求1所述的实现井下装备精准位姿联动测量系统，其特征在于，所述超宽带级联模块分为UWB终端机和UWB子模块；所述UWB子模块安装于井下巷道的皮带运输机上，用于收集掘进装备和运锚机的位置变化数据；所述UWB终端机安装于运锚机前侧部分，用于收集UWB子模块所采集数据，并将所采集数据传输至信号收发装置中的UWB传感器中，再经信号收发装置传输至掘进装备。 3.根据权利要求2所述的实现井下装备精准位姿联动测量系统，其特征在于，所述UWB子模块从预设起始点坐标位置开始以20米为间隔均匀分布于所述皮带运输机上，且对每一个UWB子模块进行序号标定。 4.根据权利要求1所述的实现井下装备精准位姿联动测量系统，其特征在于，所述信号收发装置包括信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置安装于运锚机前侧部分，且与所述超宽带级联模块的UWB终端机相对应，用于实时监测运锚机与掘进装备之间的移动量；所述信号接收装置安装于掘进装备的主机后侧中部，且与所述信号发射装置相对应，用于实时捕捉掘进装备和运锚机之间的移动量；当掘进装备在进行开采作业时，掘进装备向前移动，信号发射装置监测到掘进装备发生移动，此时运锚机静止，且信号发射装置持续监测运锚机与掘进装备之间的移动量，当掘进装备完成开采作业时停止移动，信号发生装置监测到掘进装备停止，此时运锚机向掘进装备方向移动，且信号发射装置持续监测运锚机与掘进装备之间的间隔距离，当间隔距离达到预设间隔距离阈值时，运锚机停止。 5.根据权利要求4所述的实现井下装备精准位姿联动测量系统，其特征在于，所述信号接收装置集成有供电、MIMO天线、信号接收处理器；所述信息发射装置融合有激光雷达、UWB传感器和IMU传感器，用于实时监测掘进装备与运锚机之间的移动量变化和姿态变化，并将所监测数据发射至所述信号接收装置，然后通过MIMO天线传输至数据解算模块。 6.根据权利要求1所述的实现井下装备精准位姿联动测量系统，其特征在于，所述履带行走脉冲测量装置至少有两个，分别安装于掘进装备两侧履带驱动电机上。 7.根据权利要求1所述的实现井下装备精准位姿联动测量系统，其特征在于，所述惯性导航装置安装于掘进装备上侧中部；所述惯性导航装置包括三轴光纤陀螺和加速度计。